题目内容

现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽,用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液.下列说法正确的是(  )
A、从A口出来的是H2SO4溶液
B、阳极反应式为2H++2e-═H2
C、a是阳离子交换膜,允许H+通过
D、Na2SO4溶液从E口加入
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:据题意,电解饱和Na2SO4溶液时,阳极附近是OH-放电,生成氧气,阴极附近时H+放电生成氢气,由于装置中放置了离子交换膜,在两极分别生成NaOH和H2SO4,需在阳极室一侧放置阴离子交换膜,只允许通过阴离子,在阴极一侧放置阳离子交换膜,只允许通过阳离子;接电源正极的是阳极,即A极放出氧气.
解答: 解:A、连接电源正极的是电解池的阳极,连接电源负极的是电解池的阴极,A为阳极是氢氧根离子放电产生的气体是氧气,同时生成氢离子,则阳极附近生成硫酸,则从A口出来的是H2SO4溶液,故A正确;
B、阳极是氢氧根离子放电,阳极发生的反应为:2H2O-4e-═O2↑+4H+,故B错误;
C、在阳极室一侧放置阴离子交换膜,只允许通过阴离子,故C错误;
D、NaOH在阴极附近生成,则Na2SO4溶液从G口加入,故D错误.
故选A.
点评:本题考查电解池知识,本题设置新情景,即离子交换膜,注意根据两极上的反应判断生成物,题目难度中等.
练习册系列答案
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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池.已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1.请回答下列问题:

(1)用0.5molH2(g)完全燃烧所提供的能量是
 
_kJ;
(2)画出CO(g)燃烧的反应过程中体系能量变化图如图1(必须标注反应物和生成物的总能量及反应热).
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇和水,在其它条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如图2所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是
 
(填序号);
A.温度为T1时,从反应开始到反应达到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=
nA
tA
mol?L-1?min-1
B.该反应升高温度平衡常数K增大,且T1时比T2时的大
C.该反应的平衡常数表达式为K=
C(H2O)?C(CH3OH)
C(CO2)?C(H2)

D.处于A点的反应体系的温度从T1变到T2,达到平衡时
nH2
nCH3OH
增大
(4)在T1温度时,将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为
 
;(用含α的代数式表示)
(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性.理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为
 
(电池所能产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比).

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